一种基于多维均衡调蓄的跨流域调水工程优化调度方法与流程

本发明涉及一种基于多维均衡调蓄的跨流域调水工程优化调度方法，属于跨流域水库调度。

背景技术：

1、长久以来，由于降水时空分布不均、流域下垫面情况差异等因素，导致流域间的水量丰沛程度存在较大差异，缺水流域的社会经济发展严重受制于水资源量供给状况。在国家水网建设的大背景下，我国为促进不同地区水资源的均衡，大力推进江河湖库水系连通工作，重点建设跨流域调水系统，将丰水流域的余水输送至缺水流域，促进缺水流域经济社会的可持续发展，改善缺水流域的生活条件及生态环境状况。

2、跨流域调水系统通常包括调水区、通过区和受水区三部分，系统按照“水库-泵站-电站-通道-调蓄-用户”的复杂联调路径，将调水区的水经过通过区输送至受水区，从而实现跨流域调水过程。水库作为跨流域调水系统中的重要组成部分，在调水过程中承担着调水和调蓄的工作。调水时，调水区的调水水库群负责根据受水区的需水量收集调水区的水，并将水调度给受水区的调蓄水库群；受水区的调蓄水库群负责容纳调水区的来水，并通过调蓄将水输送给用户。

3、在实际中，受工程设计参数、天然来水情势、用户需水变化、水库运行状态、流域开发利用限制、多水源水库调水次序及启动时机等因素的影响，受水区的需水量和调水区的可调水量往往波动较大，相较于较为稳定的水量需求，造成同时段内水量的实际供需与预计供需存在较大偏差。而目前的跨流域调度方法无法及时根据供需变化来调水和调蓄，往往造成调水区的调水量不足或过剩，表现为调水过程不均匀，进而限制受水区的调蓄水库运行，使得受水区调蓄水库群的实际运行严重受制于调水区调水水库群的调水决策，导致调水水库群和调蓄水库群的效能均无法被充分发挥，进而影响调水工程对水资源的充分利用。

4、因此，现有的调度方法存在调水过程不均匀、联合调度效率低下、浪费资源等缺陷。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于多维均衡调蓄的跨流域调水工程优化调度方法，能够解决现有技术中的调度方法无法根据供需变化来调水和调蓄，导致调水过程不均匀、联合调度效率低下、浪费资源等问题。

2、本发明提供了一种基于多维均衡调蓄的跨流域调水工程优化调度方法，所述方法包括：

3、s1、根据调水区工程设计参数，得到满足预设缺水率范围的多个缺水率，并从多个缺水率中选择一个缺水率作为当前缺水率；

4、s2、根据所述当前缺水率和受水区工程设计参数，确定调水区的调水量时间序列、受水区的调蓄流量时间序列和调蓄流量修正标准差；

5、s3、判断所述调蓄流量修正标准差是否满足预设标准差范围，若不满足，则从剩余缺水率中选择一个缺水率作为当前缺水率，并重复执行步骤s2至s3；若满足，则根据所述调水量时间序列和所述调蓄流量时间序列进行调水工程的调度。

6、可选地，所述s1中的根据调水区工程设计参数，得到满足预设缺水率范围的多个缺水率，具体为：

7、构建缺水率函数；

8、根据调水区工程设计参数，确定所述缺水率函数的多组自变量数值；

9、根据所述缺水率函数的多组自变量数值和所述缺水率函数，得到满足预设缺水率范围的多个缺水率。

10、可选地，所述s1中的从多个缺水率中选择一个缺水率作为当前缺水率，具体为：

11、从多个缺水率中选择一个最小的缺水率作为当前缺水率。

12、可选地，所述s2具体为：

13、根据所述当前缺水率，确定调水区的调水量时间序列；

14、根据受水区工程设计参数和所述调水量时间序列，确定受水区的调蓄流量时间序列和调蓄流量修正标准差。

15、可选地，所述根据所述当前缺水率，确定调水区的调水量时间序列，具体为：

16、根据所述缺水率函数获取当前缺水率所对应的调水量，得到调水区的调水量时间序列。

17、可选地，所述根据受水区工程设计参数和所述调水量时间序列，确定受水区的调蓄流量时间序列和调蓄流量修正标准差，具体为：

18、构建修正标准差函数；

19、根据受水区工程设计参数和所述调水量时间序列，确定所述修正标准差函数的自变量数值；

20、根据所述修正标准差函数的自变量数值和所述修正标准差函数，得到受水区的调蓄流量时间序列和调蓄流量修正标准差。

21、可选地，所述s3中的从剩余缺水率中选择一个缺水率作为当前缺水率，具体为：

22、从剩余缺水率中选择一个最小的缺水率作为当前缺水率。

23、可选地，在所述s3之后，所述方法还包括：

24、s4、获取调水区的影响因子与所述调水量时间序列的协方差，所述影响因子的方差和所述调水量时间序列的方差，确定所述影响因子与所述调水量时间序列之间的相关系数。

25、可选地，所述确定所述影响因子与所述调水量时间序列之间的相关系数，具体为：

26、计算所述影响因子的方差和所述调水量时间序列的方差的乘积，并计算所述协方差与所述乘积的平方根的比值，得到所述影响因子与所述调水量时间序列之间的相关系数。

27、可选地，所述缺水率函数和所述修正标准差函数分别采用粒子群算法求解缺水率和调蓄流量修正标准。

28、本发明能产生的有益效果包括：

29、本发明通过将缺水率和调蓄流量修正标准差结合起来，设置合理的预设缺水率范围和预设标准差范围，得到满足预设缺水率范围的当前缺水率，进而得到调蓄流量修正标准差；通过判断调蓄流量标准差是否满足预设标准差范围，进一步修正当前缺水率，直至当前缺水率满足预设缺水率范围的同时，调蓄流量修正标准差也满足预设标准差范围，从而实现调水过程的整体均匀，实现调水区和受水区的整体效益最优。

技术特征：

1.一种基于多维均衡调蓄的跨流域调水工程优化调度方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1中的根据调水区工程设计参数，得到满足预设缺水率范围的多个缺水率，具体为：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1中的从多个缺水率中选择一个缺水率作为当前缺水率，具体为：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述s2具体为：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前缺水率，确定调水区的调水量时间序列，具体为：

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据受水区工程设计参数和所述调水量时间序列，确定受水区的调蓄流量时间序列和调蓄流量修正标准差，具体为：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s3中的从剩余缺水率中选择一个缺水率作为当前缺水率，具体为：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述s3之后，所述方法还包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定所述影响因子与所述调水量时间序列之间的相关系数，具体为：

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述缺水率函数和所述修正标准差函数分别采用粒子群算法求解缺水率和调蓄流量修正标准差。

技术总结
本发明公开了一种基于多维均衡调蓄的跨流域调水工程优化调度方法，属于跨流域水库调度技术领域，能够解决现有技术导致调水过程不均匀的问题。所述方法包括：S1、根据调水区工程设计参数，得到满足预设缺水率范围的多个缺水率，并从中选择一个缺水率作为当前缺水率；S2、根据当前缺水率和受水区工程设计参数，确定调水区的调水量时间序列、受水区的调蓄流量时间序列和调蓄流量修正标准差；S3、判断调蓄流量修正标准差是否满足预设标准差范围，若不满足，则从剩余缺水率中选择一个缺水率作为当前缺水率，并重复执行步骤S2至S3；若满足，则根据调水量时间序列和调蓄流量时间序列进行调水工程的调度。本发明用于水资源调度。

技术研发人员：马永胜,闫星,周伟,龙瑞昊,范旻,王冬雪
受保护的技术使用者：陕西省水利电力勘测设计研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19